Una nutria nada bajo el agua el Detroit, Michigan Zoo (Ellen Meiselman vía Flickr/Creative Commons)
Las propiedades especiales de una proteína que fija el oxígeno en los músculos de los mamíferos marinos, como las focas, las ballenas y los delfines, son la razón por la que estos animales pueden aguantar la respiración bajo el agua durante largos periodos de tiempo, según un nuevo estudio.
Muchos de estos mamíferos buceadores pueden aguantar la respiración bajo el agua durante más de una hora, mientras que los mamíferos terrestres, como los humanos, sólo pueden hacerlo durante unos minutos como máximo.
Los científicos de la Universidad de Liverpool, que dirigieron el estudio, pudieron identificar una característica molecular única de la mioglobina, una proteína que se une al hierro y al oxígeno y que se encuentra en los cachalotes y otros mamíferos buceadores. Hasta este hallazgo, se sabía muy poco sobre cómo se adapta la molécula en los mamíferos marinos buceadores.
Los investigadores, en colaboración con la Universidad de Manitoba y la Universidad de Alaska, encontraron una alta concentración de mioglobina, la sustancia que hace que la carne tenga un aspecto rojo, en los músculos de los mamíferos buceadores. De hecho, la cantidad era tan alta en el músculo que casi parecía de color negro.
Monachus schauinslandi (foca monje de Hawai) bajo el agua en Five Fathom Pinnacle, Hawai. (Kent Backman vía Wikimedia Commons)
Este descubrimiento permitió a los científicos rastrear la evolución de cómo los músculos de más de 100 especies de mamíferos, incluyendo restos fósiles de sus antiguos predecesores, eran capaces de almacenar oxígeno.
«Estudiamos la carga eléctrica en la superficie de la mioglobina y descubrimos que aumentaba en los mamíferos que pueden sumergirse bajo el agua durante largos periodos de tiempo», dijo el doctor Michael Berenbrink, de la Universidad de Liverpool, que dirigió el equipo internacional de científicos. «Nos sorprendió ver la misma firma molecular en ballenas y focas, pero también en castores semiacuáticos, ratas almizcleras e incluso musarañas acuáticas».
El mapeo de la firma molecular única de la mioglobina en todo el árbol genealógico de los mamíferos permitió a los científicos recrear las reservas de oxígeno muscular encontradas en los ancestros extintos de los mamíferos buceadores actuales. El equipo pudo entonces encontrar la primera evidencia de un antepasado anfibio común de las vacas marinas modernas, los huracanes y los elefantes que vivieron hace 65 millones de años en aguas africanas poco profundas.
Mientras que los mamíferos marinos como las focas, los delfines y las ballenas pueden permanecer bajo el agua durante largos períodos de tiempo, los humanos sólo pueden hacerlo durante un minuto aproximadamente. (gadgetboy32 vía Flickr/Creative Commons)
«Nuestro estudio sugiere que el aumento de la carga eléctrica de la mioglobina en los mamíferos que tienen altas concentraciones de esta proteína provoca una electrorrepulsión, como los polos similares de dos imanes», dijo el doctor Scott Mirceta, miembro del equipo de investigación. «Esto debería evitar que las proteínas se peguen entre sí y permitir concentraciones mucho más altas de la mioglobina que almacena oxígeno en los músculos de estos buceadores».»
Los estudios de los investigadores podrían aportar información sobre una serie de enfermedades humanas como el Alzheimer y la diabetes, al tiempo que ayudarían al desarrollo de sustitutos artificiales de la sangre.
«Este hallazgo ilustra la fuerza de la combinación de enfoques moleculares, fisiológicos y evolutivos de los problemas biológicos y, por primera vez, nos permite poner ‘carne’ en los huesos de estos buceadores extinguidos hace tiempo», dijo Berenbrink.
Vea un vídeo sobre este descubrimiento (Universidad de Liverpool/BBSRC)